CN209951546U - 一种智能眼罩 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种智能眼罩，包括眼罩本体和固定在眼罩本体内的心电信号采集模块和/或光电信号采集模块，眼罩本体内还设有主控模块，其中，心电信号采集模块包括第一电极、第二电极、右腿驱动电极以及心电信号预处理电路，心电信号预处理电路的输出端与主控模块连接，光电信号采集模块包括光电探头和光电信号预处理电路，光电信号预处理电路的输出端与主控模块连接，主控模块用于根据心电信号预处理电路和/或光电信号预处理电路的输出结果计算得到心率变异性。通过上述方式，本实用新型实施例能够监测用户的心率变异性，准确度高。

Description

一种智能眼罩

技术领域

本实用新型实施例涉及睡眠监测技术领域，特别是涉及一种智能眼罩。

背景技术

随着社会的飞速发展，尤其在一线、二线城市，快节奏生活方式和高强度的工作任务下，人们面临的工作压力越来越大，随之导致的精神压力也越来越大，过重的压力会给人体健康带来隐患。

传统检测压力的方法主要靠医生做问题调查及医疗设备检测心率变异性(HRV，heart rate variability)判断精神压力值，及观察个人的言行，这种判别方式需要医生有丰富的经验和专业的检测设备，并具有一定的主观判断，不仅需要医生与被测者有深入的沟通，与被测者配合程度及心理也有一定的影响，无法适用于大众消费人群。

因HRV可通过计算ECG(心电图)或PPG(光体积描记器)的心动周期间隔得到，如图1所示，分别通过RR间期和PP间期获取心动周期间隔，通过记录间期序列，从而计算得到HRV，市面上也有部分智能穿戴设备通过对采集到的PPG信号处理，以对心率和HRV进行测量，如，AppleWatch、三星Galaxy Gear S2、Moto 360等。然而，上述智能穿戴设备的形式均为智能手环，在使用过程中，由于手环易移动，再加上可能有自然光、日光灯等的干扰，导致最终测到的结果不准确。

实用新型内容

本实用新型实施例主要解决的技术问题是提供一种智能眼罩，能够监测用户的心率变异性，准确度高。

本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种可监测人体压力的智能眼罩，包括眼罩本体和固定在所述眼罩本体内的心电信号采集模块和/或光电信号采集模块，所述眼罩本体内还设有主控模块，其中，

所述心电信号采集模块包括第一电极、第二电极、右腿驱动电极以及心电信号预处理电路，所述第一电极、所述第二电极和所述右腿驱动电极的输出端分别与所述心电信号预处理电路的输入端连接，所述心电信号预处理电路的输出端与所述主控模块连接；

所述光电信号采集模块包括光电探头和光电信号预处理电路，所述光电探头的输出端与所述光电信号预处理电路的输入端连接，所述光电信号预处理电路的输出端与所述主控模块连接；

所述主控模块用于根据所述心电信号预处理电路和/或所述光电信号预处理电路的输出结果计算得到心率变异性。

可选地，当所述智能眼罩包括所述心电信号采集模块时，所述第一电极和所述第二电极分别设于人体的左右眼眶正下方对应的位置处，所述右腿驱动电极设于人体的眉骨上方对应的位置处；

当所述智能眼罩包括所述光电信号采集模块时，所述光电探头设于人体的眉心对应的位置处。

可选地，所述智能眼罩还包括：

振动模块，所述振动模块与所述主控模块连接，用于在所述主控模块的控制下产生振动；

所述振动模块设于人体两侧的太阳穴对应的位置处。

可选地，所述智能眼罩还包括：

音频播放模块，所述音频播放模块与所述主控模块连接，用于在所述主控模块的控制下播放音频；

所述音频播放模块设于人体的双耳对应的位置处。

可选地，所述智能眼罩还包括：

灯光模块，所述灯光模块包括状态指示灯和多个光线调节灯，所述状态指示灯和所述多个光线调节灯分别与所述主控模块连接，所述状态指示灯用于在所述主控模块的控制下显示所述智能眼罩的工作状态，所述多个光线调节灯用于在所述主控模块的控制下调节所述眼罩本体内的光线；

所述状态指示灯设于所述眼罩本体的外沿处，所述多个光线调节灯分布设于人体的眼眶对应的位置处。

可选地，所述智能眼罩还包括：

存储模块，所述存储模块与所述主控模块连接，用于存储数据。

在一些实施例中，所述智能眼罩还包括：

无线传输模块，所述无线传输模块与所述主控模块连接，用于使所述智能眼罩与外部设备进行数据通讯。

可选地，所述智能眼罩还包括：

电源模块，所述电源模块与所述主控模块连接，用于为所述智能眼罩提供电力；

所述电源模块包括可充电电池、充电电路和电量检测电路。

在一实施例中，所述眼罩本体包括眼罩主体和对称设置在所述眼罩主体两侧的固定带，所述固定带上设置有魔术贴。

可选地，所述第一电极、所述第二电极和所述右腿驱动电极均采用织物电极，且所述织物电极的电极层凸出于所述眼罩主体的内侧而形成椭圆形凸包。

本实用新型实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型实施例的智能眼罩包括眼罩本体和/或固定在眼罩本体内的心电信号采集模块和/或光电信号采集模块，眼罩本体内还设有主控模块，其中，心电信号采集模块包括第一电极、第二电极、右腿驱动电极以及心电信号预处理电路，心电信号预处理电路的输出端与主控模块连接，光电信号采集模块包括光电探头和光电信号预处理电路，光电信号预处理电路的输出端与主控模块连接，主控模块用于根据心电信号预处理电路和/或光电信号预处理电路的输出结果计算得到心率变异性，能够监测用户的心率变异性，眼罩本体可与人体紧密贴合，使得检测点的位置相对固定，保证了监测数据的连续性、可靠性，准确度高。

附图说明

图1是现有技术中根据ECG信号、PPG信号计算HRV的示意图；

图2是本实用新型实施例的智能眼罩的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的智能眼罩的功能结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型实施例提供一种智能眼罩，请参阅图2和图3，智能眼罩包括眼罩本体和固定在眼罩本体内的心电信号采集模块200和光电信号采集模块300，眼罩本体内还设有主控模块400，心电信号采集模块200和光电信号采集模块300分别与主控模块400连接，主控模块400可根据心电信号采集模块200和光电信号采集模块300获取用户的心率数据，根据心率数据计算得到心率变异性。

具体实施时，眼罩本体包括眼罩主体110和对称设置在眼罩主体110两侧的固定带120，固定带120上设置有魔术贴121，方便用户调节智能眼罩的松紧度。在其他实施例中，眼罩主体110两侧的固定带120也可用一根松紧带替代。

在眼罩主体110的外沿处，或两侧的固定带120的外侧设有开关模块(图中未示出)，开关模块与主控模块400连接，用于对智能眼罩进行开/关控制，使用时，用户可通过开关模块开启智能眼罩的心率监测功能。

其中，心电信号采集模块200包括第一电极201、第二电极202、右腿驱动电极203以及心电信号预处理电路220，第一电极201、第二电极202和右腿驱动电极203的输出端分别与心电信号预处理电路220的输入端连接，心电信号预处理电路220的输出端与主控模块400连接。

第一电极201和第二电极202分别设于人体的左右眼眶正下方对应的位置处，该位置处的脸部脂肪较多，便于采集用户心电信号，右腿驱动电极203设于人体的眉骨上方对应的位置处，便于电极固定。

可选地，第一电极201、第二电极202和右腿驱动电极203均采用织物电极，且织物电极的电极层凸出于眼罩主体110的内侧而形成椭圆形凸包，保证电极与人体的面部皮肤具有良好的接触效果。

心电信号预处理电路220用于将第一电极201、第二电极202采集到的电信号进行差分放大处理并转换为单路信号。心电信号预处理电路220可包括前置放大电路、带通滤波电路、陷波电路以及模数转换电路等。

进一步地，心电信号预处理电路220还用于提取第一电极201、第二电极202的共模信号并将该共模信号输出给右腿驱动电极203，经右腿驱动电极203反馈给人体，以消除共模干扰。

光电信号采集模块300包括光电探头310和光电信号预处理电路320，光电探头310的输出端与光电信号预处理电路320的输入端连接，光电信号预处理电路320的输出端与主控模块400连接。

光电探头310设于人体的眉心对应的位置处，该位置处便于眼罩固定及用户识别，且该点的血液流动信号较明显。同样地，光电信号预处理电路320可包括前置放大电路、带通滤波电路、陷波电路以及模数转换电路等。

主控模块400根据心电信号预处理电路220和光电信号预处理电路320的输出结果计算得到心率变异性。示例性地，主控模块400可根据心电信号预处理电路220和光电信号预处理电路320的输出结果分别得到心率变异性，取二者的平均值作为监测值。进一步地，主控模块400还可以基于心率变异性输出用户的精神压力值，通过精神压力值用户可直观地了解到当前的精神压力状态。

在其他实施例中，智能眼罩可只包括心电信号采集模块200或光电信号采集模块300，一样能实现本实用新型的目的。通过将心电信号采集模块200和/或光电信号采集模块300集成于眼罩本体内，眼罩本体可与人体紧密贴合，使得检测点的位置相对固定，保证了监测数据的连续性、可靠性，且宜于人在睡眠时佩戴，不干扰人的正常睡眠。

作为优选地方案，智能眼罩还包括振动模块500，振动模块500与主控模块400连接，用于在主控模块400的控制下产生振动。具体地，振动模块500设于人体两侧的太阳穴对应的位置处，可为磁刺激触点或电流刺激触点，当主控模块400监测到用户的心率变异性超出预设范围，或者精神压力值超过预设阈值时，主控模块400控制振动模块500产生振动，为用户按摩，可缓解用户压力,辅助睡眠。

作为优选地方案，智能眼罩还包括音频播放模块600，音频播放模块600与主控模块400连接，用于在主控模块400的控制下播放音频。具体地，音频播放模块600设于人体的双耳对应的位置处，当主控模块400监测到用户的心率变异性超出预设范围，或者精神压力值超过预设阈值时，主控模块400控制音频播放模块600播放音频(如，轻音乐)，辅助睡眠。

在一实施例中，智能眼罩还包括灯光模块700，灯光模块700包括状态指示灯710和多个光线调节灯720，状态指示灯710和多个光线调节灯720分别与主控模块400连接。

状态指示灯710设于眼罩本体的外沿处，用于在主控模块400的控制下显示智能眼罩的工作状态，例如，当智能眼罩的开关模块开启时，主控模块控制状态指示灯710显示绿色。

多个光线调节灯720灯分布设于人体的眼眶对应的位置处，用于在主控模块400的控制下调节眼罩本体内的光线。可选地，光线调节灯720为黄色LED，当主控模块400监测到用户的心率变异性超出预设范围，或者精神压力值超过预设阈值时，主控模块400控制多个黄色LED发暖黄色光，以缓解用户压力。

在一实施例中，智能眼罩还包括存储模块800，存储模块800与主控模块400连接，用于存储数据。

在上述实施例中，智能眼罩还包括无线传输模块900，无线传输模块900与主控模块连接，用于使智能眼罩与外部设备进行数据通讯。例如，通过无线传输模块900将存储模块800存储的数据发送至外部设备，通过无线传输模块900接收外部设备发送的音频文件。又例如，外部设备通过无线传输模块900发送控制指令，以对智能眼罩的功能执行模块(如振动模块500、音频播放模块600)进行开/关控制，外部设备通过无线传输模块900发送唤醒指令，以控制智能眼罩的功能执行模块(如振动模块500、音频播放模块600)唤醒用户。

无线传输模块900可包括2G、3G或4G传输模块或蓝牙、WiFi、ZigBee无线传输模块中的一种或多种。

智能眼罩还包括：电源模块1000，电源模块1000与主控模块400连接，用于为智能眼罩提供电力。电源模块1000包括可充电电池、充电电路和电量检测电路，当电源模块1000与外部电源连接时，通过充电电路向可充电电池进行充电。在电量检测电路检测到可充电电池的电量不足时，主控模块400还可控制振动模块500和/或状态指示灯710进行低电量提示。

需要说明的是，以上所描述的功能模块仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，在物理上分开的模块之间的连接均采用柔性导线，眼罩本体也采用柔性材质，保证智能眼罩的佩戴舒适度。

示例性地，上述心电信号预处理电路220和光电信号预处理电路320可采用TI公司的ADS1292或ADS1299；或者，心电信号预处理电路220和光电信号预处理电路320的模数转换电路可以作为主控模块400的其中一个功能模块，整合在主控模块400中，主控模块400可采用Ambiq Micro的Apollo微控制器。

本实用新型是实施例的智能眼罩包括眼罩本体和固定在眼罩本体内的心电信号采集模块200和/或光电信号采集模块300，眼罩本体内还设有主控模块400，其中，心电信号采集模块200包括第一电极201、第二电极202、右腿驱动电极203以及心电信号预处理电路220，心电信号预处理电路220的输出端与主控模块400连接，光电信号采集模块300包括光电探头310和光电信号预处理电路320，光电信号预处理电路320的输出端与主控模块400连接，主控模块400用于根据心电信号预处理电路220和/或光电信号预处理电路320的输出结果计算得到心率变异性，能够监测用户的心率变异性，眼罩本体可与人体紧密贴合，使得检测点的位置相对固定，保证了监测数据的连续性、可靠性，准确度高。

需要说明的是，本实用新型的说明书及其附图中给出了本实用新型的较佳的实施例，但是，本实用新型可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本实用新型内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本实用新型说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种智能眼罩，其特征在于，包括眼罩本体和固定在所述眼罩本体内的心电信号采集模块和/或光电信号采集模块，所述眼罩本体内还设有主控模块和振动模块，其中，

所述心电信号采集模块包括第一电极、第二电极、右腿驱动电极以及心电信号预处理电路，所述第一电极、所述第二电极和所述右腿驱动电极的输出端分别与所述心电信号预处理电路的输入端连接，所述心电信号预处理电路的输出端与所述主控模块连接，所述第一电极和所述第二电极分别设于人体的左右眼眶正下方对应的位置处；

所述光电信号采集模块包括光电探头和光电信号预处理电路，所述光电探头的输出端与所述光电信号预处理电路的输入端连接，所述光电信号预处理电路的输出端与所述主控模块连接，所述光电探头设于人体的眉心对应的位置处；

所述主控模块用于根据所述心电信号预处理电路和/或所述光电信号预处理电路的输出结果计算得到心率变异性；

所述振动模块与所述主控模块连接，用于在所述主控模块的控制下产生振动，所述振动模块设于人体两侧的太阳穴对应的位置处，所述振动模块包括磁刺激触点或电流刺激触点。

2.根据权利要求1所述的智能眼罩，其特征在于，所述智能眼罩还包括：

音频播放模块，所述音频播放模块与所述主控模块连接，用于在所述主控模块的控制下播放音频；

所述音频播放模块设于人体的双耳对应的位置处。

3.根据权利要求1所述的智能眼罩，其特征在于，所述智能眼罩还包括：

灯光模块，所述灯光模块包括状态指示灯和多个光线调节灯，所述状态指示灯和所述多个光线调节灯分别与所述主控模块连接，所述状态指示灯用于在所述主控模块的控制下显示所述智能眼罩的工作状态，所述多个光线调节灯用于在所述主控模块的控制下调节所述眼罩本体内的光线；

所述状态指示灯设于所述眼罩本体的外沿处，所述多个光线调节灯分布设于人体的眼眶对应的位置处。

4.根据权利要求1所述的智能眼罩，其特征在于，所述智能眼罩还包括：

存储模块，所述存储模块与所述主控模块连接，用于存储数据。

5.根据权利要求1-4任一项所述的智能眼罩，其特征在于，所述智能眼罩还包括：

无线传输模块，所述无线传输模块与所述主控模块连接，用于使所述智能眼罩与外部设备进行数据通讯。

6.根据权利要求5所述的智能眼罩，其特征在于，所述智能眼罩还包括：

电源模块，所述电源模块与所述主控模块连接，用于为所述智能眼罩提供电力；

所述电源模块包括可充电电池、充电电路和电量检测电路。

7.根据权利要求1所述的智能眼罩，其特征在于，

所述眼罩本体包括眼罩主体和对称设置在所述眼罩主体两侧的固定带，所述固定带上设置有魔术贴。

8.根据权利要求7所述的智能眼罩，其特征在于，

所述第一电极、所述第二电极和所述右腿驱动电极均采用织物电极，且所述织物电极的电极层凸出于所述眼罩主体的内侧而形成椭圆形凸包。

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